Бикерамический стакан для разливки стали

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства бикерамических стаканов для разливки марганцов истых и углеродистых сталей на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Цель - обеспечение высокой стойкости при разливке стали и надежности службы двухслойного стакана. Внутренний рабочий слой выполнен из электроплавленного диоксида циркония , стабилизированного оксидом кальция, в количестве 70-78 мас.% и смеси глинозема и тонкомолотого бадделеита, взятых в соотношении 1:(3,3-14). в количестве 12-30 мас.%. Наружный слой выполнен из состава, мас.%: смесь муллитокорундового шамота и корунда, взятых в соотношении 1:(3-5). 70-80; совместный порошок из смеси шамота, каолина и глинозема, взятых в соотношении (6-3):(2-1)(1-12), 20-30 1 табл. сл с

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 О 41/08, 11/00

ГОГУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777367/02 (22) 04.01.90 (46) 07.08.92. Бюл. N 29 (71) Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров (72) И.Ф.Усатиков, А.Г,Караулов, Т.М.Шляхова, Н.М,Данильченко, Н,П,Рыбка, А.Ф.Тонкушин, Т.П.Пушко, Е.М.Браверман и Б.П.Крикунов (56) Патент ФРГ N. 201954, кл. В 22 0 41/08, 1974.

Металлургическая и горнорудная промышленность, 1960, N 2, с. 35 — 39.

Формование огнеупоров и их служба.

Труды УкрНИИС. — M., 1984, с. 30 — 33, Авторское свидетельство СССР

N. 263822, кл. В 22 D 11/10, 1970. (54) БИКЕРАМИЧЕСКИЙ СТАКАН ДЛЯ,(РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов и предназначено для производства бикерамических (двухслойных) стаканов для разливки марганцовистых и углеродистых сталей на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Известен двухслойный разливочный стакан для емкостей с .жидким металлом, у которого огнеупорная керамическая основа оснащена одной или несколькими износостойкими огнеупорными вставками, представляющими собой кольцеобраэные детали из высокоогнеупорного керметг. удерживающиеся кольцеобраэным упором А2 „1752506 А1 (57) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства бикерамических стаканов для разливки марганцовистых и углеродистых сталей на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Цель— обеспечение высокой стойкости при разливке стали и надежности службы двухслойного стакана, Внутренний рабочий слой BblllOllнен иэ электроплавленного диоксида циркония, стабилизированного оксидом кальция, в количестве 70 — 78 мас.7, и смеси глинозема и тонкомолотого бадделеита, взятых в соотношении 1:(3,3-14), в количестве 12 — 30 мас.7;. Наружный слой выполнен из состава, мас.,: смесь муллитокорундового шамота и корунда. взятых в соотноше- 2 нии 1:(3 — 5), 70 — 80; совместный порошок из смеси шамота, каолина и глинозема, взятых в соотношении (6-3):(2 — 1):(1 — 12), 20 — 30. 1 С табл. из керамической основы или же с помощью 4 раствора. (Я

Однако применение таких вставок-до- Я заторов не защищает полностью рабочую (Л часть стакана от размывания. Такие стаканы пригодны для разливкй - олька Единичных О плавок и не позволяют разливать серию плавок с продолжительным временем воздействия агрессивных сталей на огнеупор а (3-5 ч и более).

Известны бадделеитовые стаканы, изготовленные из электропавленного бадделеита со спекающей добавкой — техническим глиноземом и обожженные при 1750 С, Эти стаканы хорошо себя зарекомендовали при разливке агрессивных марганцоеистых сталей на МНЛЗ. Бадделеитовые стаканы не

1752506 восстанавливаются марганцем и, обеспечивая надежную службу, имеют малую степень раз1ыва (0,5-2 мм за разливку или

0,3-2 мм за горячий час), что позволяет осу-. ществлять разливку сериями плавка на плавку.

Однако невозможность вторичного использования цирконистых стаканов из-за эарастания их металлом и шлаком, а также, учитывая дефицитность диоксида циркония и большую стоимость огнеупоров на его основе (4210 руб/т), делает нецелесообраз5

10 ным применение цельноцирконистых изделий на одну разливку.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является бикерамиче15 ский стакан, наружный слой которого выполнен из каолинизированного шамота фракций 0,5 — 3 мм и глины не более 10%, а

20 наружный слой — из циркона и глины до

12%.

Недостатком известного бикерамического стакана является то, что его нельзя обжигать выше 1450 С из-за несовпадения

25 объемных изменений разнородных слоев шамотного и цирконового, А при низкотемпературном обжиге бикерамический стакан не обеспечивает полного спекания рабочего слоя, что приводит к его размыву во время разливки агрессивных марганцовистых ста30 лей. Указанный недостаток ограничивает масштабы использования известного бикерамического стакана разливом рядовЫх спокойных сталей.

Целью изобретения является повышение стойкости и надежности службы бикерамического стакана при .разливе агрессйвных сталей.

Поставленная цель достигается тем, что в бикерамическом стакане, включающем

40 нерабочий наружный и внутренний рабочий слой, внутренний слой выполнен из состава, мас.%: злектроплавленый диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальция

70 — 88; смесь глинозема и токномолотого бадделеита в соотношении 1:(3,3-14) 12-30 а наружный слой выполнен иэ состава

50 молотый порошок из смеси муллитокорундового шамота, каолина и глинозема в соотношении (6-3):(2-1):(1-12) 20-30.

Такой бикерамический стакан позволяет проводить его обжиг при 1750 С, так как оба слоя имеют близкий коэффициент термического расширения (цирконистый слой

0,7610 1/ С, шамотныйслой0,710 1/ C), внутренний рабочий слой имеет высокую стойкость и надежность на контакте с рас55 мас.%: смесь муллитокорундового шамота и корунда в соотношении 1;(3-5) 70-80; тонко-— плавом агрессивных сталей и практически не загрязняет их.

Наружный нерабочий слой достаточно прочный и выдерживает условия службы, Приготовление бадделеитовой и высокоглиноземистой масс осуществляют раздельным смешением компонентов шихты.

Высокоглиноземистую массу готовят следующим образом. В смеситель подают вначале крупнозернистую составляющую— муллитокорундовый шамот и корунд и увлажняют техническим лигносульфонатом.

После перемешивания в течение 5 — 7 мин туда добавляют тонкозернистую составляющую — предварительно подготовленный совместный помол шамота, каолина и глинозема фракций 0,09. мкм. Смешивание продолжают в течение 15 — 20 мин, Для приготовления цирконистой массы в смеситель загружают диоксид циркония, стабилизированный СаО, фракции 2 — 0,5 и менее 0,5 мм и вводят смесь совместного помола глинозема и бадделеита и увлажняют лигносульфонатом техническим или шликером водного раствора технического лигносульфоната и глинозема, а после перемешивания в смеситель добавляют исходный бадделеит фракции менее 0,06 мм при обеспечении соотношения глинозема и бадделеита 1:(3,3-14). Затем массы засыпаются раздельно ы форму — рабочий слой во внутреннюю часть между разделительной трубкой и стержнем, а высокоглиноземистая масса — между разделительной трубкой и корпусом формы. После чего разделительную трубку извлекаются и досыпаются бадделеитовой массой сверху с тем, чтобы образовался слой седла стакана толщиной

10 — 15 мм, полностью закывающий армиру-. ющую часть.

Затем формуют бикерамическое изделие до плотности рабочего слоя не менее

4,60-4.75 г/см с последующей сушкой и э обжигом бикерамического стакана при .

1650 — 1750 С, что обеспечивает спекание рабочего слоя до пористости 13-16%.

Пример 1. Наружный слой, содержащий, мас,%:

Высокоглиноэемистая масса (соотношение 1:1) муллитокорундовый шамот . 35 корунд 35

Тонкомолотый порошок иэ смеси (соотношение 6:2:1): шамот 20 каолин 6,7 глинозем фракции 0,09 мкм 3,3

Внутренний рабочий слой, содержащий мас.%:

Цирконистая масса:

1752506 диоксид циркония, стабилизированный

СаО плавлением фракции

2 — 0,5 мм 40

<0,5 мм 30 5

Шликер (соотношение 1:14) исходный бадделеит фракции менее 0,09 мкм 28 технический лигносульфонат плотностью 1,17 г/см, 10 глинозем 2

Пример 2. Наружный слой, содержащий, мас.%:

В ысокоглиноземистая масса (соотношение 3:5): 15 муллитокорундовый шамот .30 корунд 50.

Тонкомолотый порошок из смеси (соотношение 3:1:12) шамот 375 20 каолин 1,25 глинозем фракции 0,09 мкм 15

Внутренний рабочий слой, содержащий, мас.%:

Цирконистая масса: . 25 диоксид циркония стабилизированный

СаО плавлением фракции:

2 — 05 мм 30

005 мкм 40, 0,09 мкм 18 25

Смесь совместного помола (соотношение 1:3,3): глинозем 2 исходный бадделеит фракции

<0,09мм .. 10 30

Пример 3. Наружный слой. содержащий мас,%:

Высокоглиноземистая масса (соотно-. шение 3,6;4): муллитокорундовый шамот 36 35 корунд... 40.

Тонкомолотый порошок из смеси (соотношение 3: l 2): шамот 12 каолин 4 40 глинозем фракции 0,09 мкм 8

Внутренний рабочий слой, содержащий, мас.%:

Цирконистая масса: диоксид циркония, стабилизированный 45

СаО плавлением фракции:

2 — 05мм . 30

<0,5 мм 40

Совместный помол (соотношение 1:9): глинозем 3 50 исходный баделеит фракции 0,09 мм 27

Пример 4, Наружный слой, содержащий, мас.%. . Высокоглиноземистая масса (соотношение 3:4) 40

Пример 7, Бикерамический стакан готовят по известной технологии. муллитокорундовый шамот 30 корунд 40

Тонкомолотый порошок из смеси (соотношение 4:1:1): шамот 20 кэолин 5 глинозем фракции 0,09 мм 5

Внутренний рабочий слой, содержащий цирконистую массу (состав тот же, что и в примере 3).

Пример 5 (запредельные значения).

Наружный слой:

Высокоглиноземистая масса (соотношение 2;1): муллитокорундовый шамот 40 корунд 20

Тонкомолотый порошок из смеси (соотношение 9;3:1): шамот 27 каолин 9 глинозем фракции 0,09 мм . 3

Внутренний рабочий слой. содержащий, мас.%:

Цирконистая масса: диоксид циркония, стабилизированный

СэО плавлением фракции:

2 — 0,5 мм 30

< 0,05мм 25

Шликер (соотношение 1:15): технический лигносульфонат плотностью 1,17 гlсм глинозем 3 бадделеит исходный . фракции менее 0,09 мм . 45

Пример 6 (запредельные значения).

Наружный слой, содержащий, мас.%:

Высокоглиноземистая масса (соотношение 1:1,9): муллитокорундовый шамот 30 корунд 58

Тонкомолотый порошок из смеси (соотношение 2:1:6): шамот 4 каолин 2 глинозем фракции 0;09 мм 6

Внутренний рабочий слой:

Цирконистая масса: диоксид циркония, стабилизированный

СаО плавлением фракции:

2 — 0,5 мм менее 0,05 мм

Шликер (соотношение 1:1) технический лигносульфонат плотноСтью 1,17 г/Смз глинозем 2.5 бадделеит исходный фракции

0,09 мкм 2,5

1752506

Формула изобретения

Бикерамический стакан для разливки стали, содержащий нерабочий наружный слой и внутренний рабочий слой, о т л и ч а5 ю шийся тем, что, с целью повышения его надежности и стойкости, внутренний слой выполнен из состава, мас. g,: электроплавленный диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальция, 70-88: смесь

10 глинозема и тонкомолотого бадделеита в соотношении 1;(3,3-14) 12-30; а наружный слой выполнен из состава, мас.,З, смесь муллитокорундового шамота и корунда в соотношении 1:(3-5) 70-80; тонкомолотый llO15 рошок из смеси шамота каолина и глинозема в соотношении (6-3):(2-1):(1 — 12)

20-30. яокаэатели для состава предлагаемого

J с запредельным

- "-"""- "значением звестного

5 ) 6

1 2 3

Шихта:

Высокоглиноземистая масса иуллитокорундовый шамот

35 30

35 50

3:5 корунд соотношения

20 3,75

6,7 1>25

3,3 15

6;2:1 3:1:12 каолин глинозем соотношения 12

4о

3"2 мм

2"1 мм

1-0,5 мм менее 0,05 мм

Ц11рконмевая масса

4о

3о

30 30 30 .40 40 40

2 . 2

2,5

Диоксид циркония исходный фракции 0,09 мм

28 10

1:14 1:3,3

27

2,5

1: 15

88,35

11,65

l8,5 19,6 20,0

13 ° 4

16,0 15,8

14,5 нерабрчего слоя мэ высокоглиноземнстой массы 18,5 19,6

20,9 21,6 20-21!

8 Э

1,2

Составы по примерам 1-7 приведены в таблице.

Испытания бикерамических стаканов проведены при разливе марганцовистой стали 09Г2 с температурой 1545-1580 С.

Разлиты как отдельные плавки, так и серии из двух плавок методом плавка на плавку со временем разлива от 1 ч 30 мин до 2 ч 45 мин и общим обьемом до 125 т.

Результаты испытаний приведены в таблице. Испытания показали, что предлагаемый бикерамический стакан обеспечивает высокую стойкость и .надежность при разливе агрессивных сталей. При этом известный стакан не выдерживал этих условий, так как рабочий слой размывался агрессивной сталью.

Состав шихты и цирконистой массы свойства бикерамического стакана .

Тонкомолотый порошок иэ смеси: муллитокорундовый шамот

Каолинизированный шамот фракции:

Яиоксид циркония, стабилизированный СаО плавлением фракции:

220,5 ин иенее 0,5 ми менее 0,09 им

Глинозем фракцми менее 0,04 ми

Пористость открытия, 8: рабочего слоя иэ,цирконистой массы

Износ рабочего слоя стакана, нмlза горячий час 1>5 1,S

36 30 40 30

40 40 20 58

364 34 21,. 119

12 20 27 4

5 9 2

8 5 3 6

3:1:2 4:1:1 9:3:1 2:1:6

5,1 4,8 Стакан размыт